KR101787499B1 - 스월러를 갖는 천공형 혼합관 - Google Patents

스월러를 갖는 천공형 혼합관 Download PDF

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마노즈 케이. 삼파스
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Abstract

후처리 시스템은 배기관 및 혼합관을 포함할 수 있다. 배기관은 엔진으로부터 배기 가스를 수용할 수 있고, 제1 종축을 정의하는 제1 부와, 제1 축에 대하여 각이 진 제2 종축을 정의하는 제2 부를 포함할 수 있다. 혼합관은 배기관 내에 배치될 수 있고, 관형부와, 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 칼라를 포함할 수 있다. 관형부는 복수의 개구부 및 복수의 디플렉터를 포함할 수 있다. 복수의 개구부는 관형부의 내경면 및 외경면을 통하여 연장될 수 있다. 복수의 디플렉터 각각은 복수의 개구부 중 대응하는 것의 에지에 배치될 수 있다.

Description

스월러를 갖는 천공형 혼합관{PERFORATED MIXING PIPE WITH SWIRLER}
본 발명은 차량용 후처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스월러를 갖는 천공형 혼합관을 구비한 후처리 시스템에 관한 것이다.
이 항목은 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공하며, 반드시 선행 기술인 것은 아니다.
선택적 촉매 환원 기술이 연소 기관의 배기 내에 존재하는 질소 산화물을 환원시키는 것과 관련하여 사용되어 왔다. 연소 기관을 사용하는 수많은 차량은 질소 산화물 배출을 저감시키기 위한 배기 후처리 장치를 갖추고 있다. 이러한 시스템 중 일부는, 환원제(예를 들면, 요소(urea))를 저장하기 위한 용기와, 환원제를 용기로부터 배기 흐름으로 전달하기 위한 전달 시스템을 포함하는 요소 기반 기술을 사용하여 구성된다. 통상적으로, 환원제가 환원제와 반응하는 촉매에 도달하기 이전에, 분사된 환원제를 배기 가스와 혼합하기 위해 혼합기가 구비된다. 종래의 이러한 시스템은 양호하게 작동될 수 있지만, 혼합기의 표면에서의 환원제 유체의 충돌을 줄이고 환원제 침전물의 축적을 줄이면서, 보다 효율적이고 효과적으로 환원제를 배기 흐름과 혼합하고 촉매의 보다 큰 영역에 걸쳐 환원제를 보다 균등하게 분배하기 위한, 개선된 혼합기를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
이 부분은 본 발명의 전반적인 요약을 제공하며, 그 전범위 또는 그 특징부 모두의 포괄적인 개시가 아니다.
일 형태에서, 본 발명은 배기관 및 혼합관을 포함할 수 있는 후처리 시스템을 제공한다. 배기관은 엔진으로부터 배기 가스를 수용할 수 있고, 제1 종축을 정의하는 제1 부와, 제1 축에 대하여 각이 진 제2 종축을 정의하는 제2 부를 포함할 수 있다. 혼합관은 배기관 내에 배치될 수 있고, 관형부와, 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 칼라를 포함할 수 있다. 관형부는 복수의 개구부 및 복수의 디플렉터를 포함할 수 있다. 복수의 개구부는 관형부의 내경면 및 외경면을 통하여 연장될 수 있다. 복수의 디플렉터 각각은 복수의 개구부 중 대응하는 것의 에지에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 관형부는 배기관의 제2 부와 동축일 수 있다.
일부 실시예에서, 디플렉터는 외경면으로부터 외측으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 디플렉터는 내경면으로부터 내측으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 칼라는 관형부의 하류측 단부로부터 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 칼라는 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 블레이드를 갖는 스월러를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 블레이드 각각은 반경방향 내측 단부 및 반경방향 외측 단부를 포함할 수 있다. 반경방향 외측 단부는 서로 이격될 수 있다.
일부 실시예에서, 반경방향 외측 단부는 배기관의 내경면에 접촉한다.
일부 실시예에서, 블레이드 각각은 반경방향 내측 단부 및 반경방향 외측 단부 사이에서 블레이드의 에지로부터 반경방향 내측으로 연장되는 탭을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 블레이드의 반경방향 연장 에지는 각 블레이드의 반경방향 내측 단부 및 동일한 블레이드의 외측 단부가 서로 회전방향으로 정렬되지 않도록 각이 질 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 종축 및 제2 종축 사이의 교차점은 관형부 내에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 및 제2 종축은 서로 실질적으로 수직일 수 있다.
일부 실시예에서, 후처리 시스템은 관형부의 상류측 단부에서 제2 종축을 따라 배치되는 환원제 인젝터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 후처리 시스템은 혼합관의 하류측에 배치되는 촉매를 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 본 발명은 배기관 및 혼합관을 포함할 수 있는 후처리 시스템을 제공한다. 배기관은 엔진으로부터 배기 가스를 수용할 수 있고, 제1 종축을 정의하는 제1 부와, 제1 축에 대하여 각이 진 제2 종축을 정의하는 제2 부를 포함할 수 있다. 혼합관은 배기관 내에 배치될 수 있고, 관형부와, 관형부로부터 반경방향으로 연장되는 스월러를 포함할 수 있다. 관형부는 관형부의 내경면 및 외경면을 통하여 연장되는 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 스월러는 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 블레이드를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 관형부는 배기관의 제2 부와 동축일 수 있다.
일부 실시예에서, 관형부는 복수의 디플렉터를 포함할 수 있다. 디플렉터 각각은 복수의 개구부 중 대응하는 것의 에지에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 디플렉터는 외경면으로부터 외측으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 디플렉터는 내경면으로부터 내측으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 스월러는 관형부의 하류측 단부로부터 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 블레이드 각각은 반경방향 내측 단부 및 반경방향 외측 단부를 포함할 수 있다. 반경방향 외측 단부는 서로 이격될 수 있다.
일부 실시예에서, 반경방향 외측 단부는 배기관의 내경면에 접촉할 수 있다.
일부 실시예에서, 블레이드 각각은 반경방향 내측 단부 및 반경방향 외측 단부 사이에서 블레이드의 에지로부터 반경방향 내측으로 연장되는 탭을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 블레이드의 반경방향 연장 에지는 각 블레이드의 반경방향 내측 단부 및 동일한 블레이드의 외측 단부가 서로 회전방향으로 정렬되지 않도록 각이 질 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 종축 및 제2 종축 사이의 교차점은 관형부 내에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 및 제2 종축은 서로 실질적으로 수직일 수 있다.
일부 실시예에서, 후처리 시스템은 관형부의 상류측 단부에서 제2 종축을 따라 배치되는 환원제 인젝터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 후처리 시스템은 혼합관의 하류측에 배치되는 촉매를 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 본 발명은 후처리 시스템 내에서 배기 가스 및 환원제를 혼합하는 방법을 제공한다. 방법은 엔진으로부터 배기 가스가 유동하는 배기관 내에 혼합 장치를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 혼합 장치는 관형부를 포함할 수 있다. 배기 가스 중 제1 부는 관형부 내의 복수의 개구부를 통하여 관형부 내에 수용될 수 있다. 배기 가스 중 제2 부는 관형부 및 배기관의 내경면 사이에서 유동할 수 있다. 환원제가 관형부 내로 분사될 수 있다. 제1 스월 유동 패턴이 관형부 내에서 발생될 수 있다. 제2 스월 유동 패턴은 배기 가스 중 제2 부로 발생될 수 있으며, 제2 스월 유동 패턴은 제1 스월 유동 패턴을 둘러싼다.
일부 실시예에서, 제1 스월 유동 패턴은 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 디플렉터로 발생될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 스월 유동 패턴은 관형부로부터 반경방향 내측으로 연장되는 복수의 디플렉터로 발생될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 스월 유동 패턴은 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 블레이드로 발생될 수 있다.
일부 실시예에서, 방법은 혼합 장치의 하류측에서 제1 및 제2 스월 유동 패턴을 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
적용 가능성의 추가적인 영역이 본원에서 제공되는 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 요약에서의 설명 및 구체적인 예는 예시적인 목적만을 위해 의도될 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
본원에 설명된 도면은 선택된 실시예의 예시적인 목적일 뿐이고 모든 가능한 구현예가 아니며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 엔진 및 배기 후처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 후처리 시스템의 배기관 내에 배치되는 혼합관의 사시도이다.
도 3은 도 2의 혼합관 및 배기관의 단면도이다.
도 4는 혼합관의 사시도이다.
도 5는 혼합관의 하류측 단부의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 원리에 따른 혼합관의 다른 실시예의 하류측 단부의 평면도이다.
도면 중 일부 도면 전체에서, 대응하는 참조 부호는 대응하는 부분을 나타낸다.
첨부된 도면을 참조하여, 이제 예시적인 실시예가 보다 충분히 설명된다.
본 발명이 완전해지고 당업자에게 범위를 충분히 전달할 수 있도록 예시적인 실시예가 제공된다. 본 발명의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 부품, 장치 및 방법의 예와 같은 다수의 구체적인 상세가 제시된다. 구체적인 상세가 채용되어야 할 필요는 없고, 예시적인 실시예는 수많은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 어떤 것도 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 예시적인 실시예에서, 주지의 공정, 주지의 장치 구조 및 주지의 기술은 상세하게 설명되지 않는다.
본원에서 사용된 용어는 특정 예시적인 실시예를 설명하는 것만을 목적으로 하는 것으로, 이를 한정하고자 하는 것이 아니다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 문맥이 명확하게 달리 표시하지 않는다면, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 복수형 역시 포함하는 것으로 의도될 수 있다. "포함하는(comprises, comprising, including" 및 "갖는(having)"이라는 용어는 내포적인 것이므로, 명시된 특징, 정수(integer), 단계, 작동, 요소 및/또는 부품의 존재를 구체화하는 것이지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 부품 및/또는 이들의 그룹의 존재 및 추가를 배제하지 않는다. 본원에 설명된 방법 단계, 과정 및 작동은, 수행 순서로서 구체적으로 식별되지 않는 한, 반드시 설명되거나 도시된 특정 순서로 수행할 것을 필요로 하는 것으로 해석되지 않는다. 또한, 추가적이거나 대안적인 단계가 채용될 수 있음이 이해될 것이다.
하나의 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의(에) "상에(on) 있거나", "계합되거나(engaged to)", "연결되거나(connected to)", "결합되는" 것이라고 할 때, 다른 요소 또는 층의(에) 바로 위에 있거나, 직접 계합되거나, 연결되거나, 결합되는 것일 수 있거나, 그 사이에 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 반면, 하나의 요소가 다른 요소 또는 층의(에) "바로 위에 있거나", "직접 계합되거나", "직접 연결되거나", "직접 결합된다"고 할 때, 그 사이에 요소 또는 층이 존재하지 않을 수 있다. 요소 간의 관계를 설명하는 데에 사용되는 다른 단어는 마찬가지의 방식(예를 들면, "그 사이" 대 "직접적으로 그 사이", "인접하게" 대 "직접 인접하게" 등)으로 해석되어야 한다. 본원에 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 연관된 열거 항목의 임의의 항목 그리고 모든 조합을 포함한다.
본원에서는 다양한 요소, 부품, 영역, 층 및/또는 부분을 설명하기 위해, 제1, 제2, 제3 등의 용어가 사용될 수 있지만, 이들 요소, 부품, 영역, 층 및/또는 부분은 이러한 용어에 의해 한정되지 않아야 한다. 이러한 용어는 하나의 요소, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. 문맥이 명확하게 달리 표시하지 않는다면, "제1", "제2"와 같은 용어 및 다른 수치적인 용어는 본원에서 사용될 때 시퀀스 또는 순서를 암시하지 않는다. 그러므로, 아래에서 설명되는 제1 요소, 부품, 영역, 층 또는 부분은, 예시적인 실시예의 교시를 벗어나지 않는 범위에서, 제2 요소, 부품, 영역, 층 또는 부분으로 칭할 수 있다.
"내측", "외측", "아래", "하부", "하측", "상부", "상측" 등과 같이 공간적으로 관련된 용어가 도면에 도시된 바와 같은 하나의 요소 또는 특징부에 대한 다른 요소 또는 특징부의 관계를 설명하는 데에 있어 용이한 설명을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 관련된 용어는 도면에 도시된 배향 외에도 사용 또는 작동 시의 장치의 상이한 배향을 포함하는 것으로 의도될 수 있다. 예를 들면, 도면에서 장치가 뒤집어진다면, 그런 다음, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "하측"으로 설명된 요소가 다른 요소 또는 특징부의 "위로" 배향될 수 있다. 그러므로, "아래"라는 예시적인 용어는 위 및 아래의 배향 모두를 포함할 수 있다. 또는, 장치가 배향될 수 있고(90도 또는 다른 배향으로 회전됨), 본원에 사용된 공간적으로 상대적인 설명어가 이에 따라 해석된다.
도 1을 참조하면, 배기관(12), 환원제 전달 시스템(14), 후처리 장치(16) 및 혼합관(18)을 포함할 수 있는 배기 후처리 시스템(10)이 제공된다. 배기관(12)은 연소 기관(20)으로부터 배출된 배기 가스를 수용할 수 있다. 배기관(12) 내로 배출된 배기 가스는 주위 환경으로 배출되기 전에 혼합관(18) 및 후처리 장치(16)를 통하여 유동할 수 있다.
배기관(12)은 90도 절곡부를 정의하는 제1 및 제2 부(22, 24)를 포함할 수 있다. 제1 부(22)는 제1 종축(A1)(도 3)으로 정의될 수 있으며, 제2 부(24)는 제2 종축(A2)(도 3)으로 정의될 수 있다. 배기관(12)이 90도 절곡부를 갖는 것으로 도면에 도시되지만, 배기관(12)은 90도보다 작거나 큰 절곡부를 가질 수 있고, 예를 들면, S 형상(즉, 다중 절곡부)과 같은 임의의 적합한 구성을 가질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 일부 실시예에서, 배기관(12)은 제2 부(24)의 하류측에 제1 부(22)와 대체로 평행할 수 있는 제3 부(미도시)를 포함할 수 있다.
환원제 전달 시스템(14)은 탱크(26)로부터 환원제(예를 들면, 요소(urea) 또는 암모니아)를, 혼합관(18)에서 또는 혼합관(18)의 상류측에서 환원제를 배기 흐름 내로 분무할 수 있는 환원제 인젝터(28)로 펌핑할 수 있다. 혼합물이 후처리 장치(16)로 유입되기 전에 환원제 및 배기 가스의 보다 균일한 혼합물을 제공하고 물의 증발을 촉진시켜 요소를 암모니아로 변환하기 위해, 혼합관(18)은 환원제를 배기 가스와 혼합할 수 있다.
예를 들면, 후처리 장치(16)는 SCR(선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction)) 촉매일 수 있다. 예를 들면, 환원제 및 후처리 장치(16) 사이의 반응은 배기 가스 내의 질소 산화물을 질소(N2), 물 및/또는 이산화탄소로 변환할 수 있다.
이제 도 1 내지 도 5를 참조하면, 혼합관(18)은 관형부(30)와, 스월러 또는 칼라(32)를 포함할 수 있다. 배기관(12)을 통하여 유동하는 배기 가스의 제1 부는 관형부(30) 내로 유동할 수 있고, 배기 가스의 제2 부는 관형부(30)의 주위로 칼라(32)를 통하여 유동할 수 있다. 관형부(30)는 상류측 단부(34) 및 하류측 단부(36)를 포함할 수 있다. 상류측 단부(34)는 배기관(12)의 제1 부(22)의 벽(38)에 접할 수 있다. 인젝터 장착 플레이트(40)는 상류측 단부(34)에서 벽(38)을 통과하여 관형부(30) 내로 연장될 수 있다. 환원제 인젝터(28)는 인젝터 장착 플레이트(40) 내의 개구(41)를 통하여 연장될 수 있고, 관형부(30) 내로 연장될 수 있다.
관형부(30)는 제2 종축(A2)(도 3)과 동일 선상에 있는 종축을 포함할 수 있다. 관형부(30)는 배기관(12)의 제1 및 제2 부(22, 24)의 내경에 비하여 작은 외경을 포함할 수 있다. 관형부(30)는 관형부(30)의 직경 둘레에서 열을 지어 연장되며 관형부(30)의 상류측 단부(34) 및 하류측 단부(36) 사이에서 행을 지어 연장되어 배치되는 복수의 개구부(42)와 복수의 디플렉터(44)를 포함할 수 있다. 개구부(42)는 관형부(30)의 외경면(46) 및 내경면(48)을 통하여 연장될 수 있다. 디플렉터(44)는 관형부(30)로부터 부분적으로 절단되거나 스탬핑(stamped)될 수 있으며(이에 따라 개구부(42)를 형성한다), 관형부(30) 내로 내측으로 절곡될 수 있다.
제1 부(22)로부터 제2 부(24)로 배기관(12)을 통하여 유동하는 유체 중 일부는 개구부(42)를 통하여 관형부(30)로 유입될 수 있고, 종축(A2) 둘레에서 스월 유동하는 제1 스월 유동 패턴을 관형부(30) 내에 발생시키기 위해 디플렉터(44)에 의해 회전 방향으로 지향될 수 있다. 이러한 스월 유동 패턴은 환원제의 미립화 및 배기 가스와의 환원제의 혼합을 용이하게 한다. 스월 유동 패턴은 또한 혼합관(18), 배기관(12) 및/또는 후처리 장치(16)의 표면에서의 환원제 유체의 충돌을 제한하거나 방지할 수 있어, 혼합관, 배기관(12) 및 후처리 장치(16)에서의 환원제 침전물의 형성 및/또는 축적을 줄인다. 일부 실시예에서, 혼합관(18)은 혼합관(18)에서의 환원제 침전물의 형성 및/또는 축적을 더 줄이기 위해 가수분해 코팅을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 5에는 디플렉터(44)가 관형부(30) 내로 내측으로 연장되는 것으로 도시되지만, 일부 실시예에서, 디플렉터(44)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 관형부(30)의 외경면(46)으로부터 외측으로 연장되도록 형성될 수 있다. 반경방향 외측으로 연장되는 디플렉터(44)에 의해, 환원제 침전물이 디플렉터(44)에 형성될 기회가 더 감소하는 한편, 관형부(30) 내의 스월 유동 패턴이 계속해서 효과적으로 발생될 수 있다.
칼라(32)는 그 전체적인 형상이 전반적으로 원추형일 수 있고, 관형부(30)의 하류측 단부(36)로부터 반경방향 외측으로 그리고 축방향으로 하류측으로 연장될 수 있다. 칼라(32)는 관형부(30)에 용접될 수 있고/있거나 고정될 수 있다. 일부 실시예에서, 칼라(32)는 관형부(30)와 일체로 형성될 수 있다. 칼라(32)는 관형부(30)의 종축 둘레에서 연장되는 원형 어레이로 배치되는 복수의 블레이드(50)를 포함할 수 있다. 각 블레이드(50)는 몸체(52)와, 몸체(52)로부터 연장되는 제1 및 제2 탭(tab)(54, 56)을 포함할 수 있다. 몸체(52)는 관형부(30)의 종축에 대해 일정한 각도로 배치될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 근위단(58)(즉, 반경방향 내측 단부)과, 원위단(60)(즉, 반경방향 외측 단부)과, 근위단(58) 및 원위단(60) 사이에서 연장되는 제1 및 제2 횡방향 에지(62, 64)를 포함할 수 있다. 종축에 대한 몸체(52)의 각도는 원하는 양의 난류를 달성하기 위해 특정 응용처에 맞춰질 수 있다. 제1 탭(54)은 제2 횡방향 에지(64)로부터 관형부(30)의 종축을 향하여 반경방향 내측으로 연장될 수 있다. 제2 탭(56)은 원위단(60)으로부터 반경방향 외측으로 그리고 축방향으로 하류측으로 연장될 수 있다. 제2 탭(56)은 배기관(12)의 제2 부(24)의 내경면에 접촉할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 탭(56)은 제2 부(24)의 내경면에 용접될 수 있고/있거나 고정될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 몸체(52)의 횡방향 에지(62, 64)는 각 블레이드(50)의 근위단(58) 및 동일한 블레이드(50)의 원위단(60)이 서로 회전방향으로 정렬되지 않도록 각이 질 수 있다. 즉, 각 블레이드(50)는, 도 5의 참조 프레임에서 볼 때, 관형부(30)로부터 반경방향 외측으로 연장됨에 따라, 대체로 시계방향으로 연장되도록 각이 질 수 있다. 일부 실시예에서, 블레이드(50)는, 도 5의 참조 프레임에서 볼 때, 관형부(30)로부터 반경방향 외측으로 연장됨에 따라 대체로 시계반대방향으로 연장되도록 각이 질 수 있는 것으로 이해될 것이다.
블레이드(50)의 기하학적 구조 및 블레이드(50)의 서로에 대한 배향, 관형부(30) 및 배기관(12)은 칼라(32)를 통하여 유동하는 유체가 종축(A2)의 둘레 및 관형부(30)를 통과하여 유동된 유체의 제1 스월 유동 패턴 둘레에서 제2 회전 또는 스월 유동 패턴으로 유동하도록 할 수 있다. 이러한 두 가지의 동축 스월 유동 패턴은 환원제 및 배기 가스가 후처리 장치(16) 내로 유동하기 전의 환원제 및 배기 가스의 혼합을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 개선된 혼합은, 환원제 인젝터(28) 및 후처리 장치(16) 사이에서의 관의 길이를 종래의 후처리 시스템에서 적절한 혼합을 위해 요구될 수 있었던 것에 비하여 짧게 하는 것에 의해 달성될 수 있다.
제1 및 제2 스월 유동 패턴이 동일한 회전 방향 또는 반대되는 회전 방향으로 회전하도록 블레이드(50) 및 디플렉터(44)가 배향될 수 있음이 이해될 것이다. 일부 실시예에서, 관형부(30)는 전반적으로 평탄한 디플렉터(44) 이외에 또는 그 대신에 그로부터 반경방향 내측으로 또는 반경방향 외측으로 연장되는 스쿠프(scoop)(미도시)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 칼라(32)는 블레이드(50) 이외에 또는 그 대신에 스쿠프(미도시)를 포함할 수 있다. 스쿠프는, 예를 들면, 스월 유동 패턴을 유도하기 위해, 삼차원으로 구부러지는 기하학적 구조 및/또는 나선형 기하학적 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 칼라(32)는, 복수의 블레이드 또는 스쿠프 대신, 그 내부에 하나 이상의 개구부를 갖는 원추형 또는 깔때기형 부재일 수 있다.
상기에서는 혼합관(18)이 SCR 도징(dosing) 적용에 사용되는 것으로 설명되지만, 혼합관(18)은 혼합관(18)이 분사된 탄화수소를 배기 가스와 혼합할 수 있는 탄화수소 도징 적용에 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.
실시예의 상술한 설명이 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이러한 설명은 포괄적이거나 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 특징들은 전반적으로 그 특정 실시예에 한정되지 않지만, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않더라도, 적용 가능한 곳에서, 호환 가능하며, 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 또한 이는 다수의 방식으로 변화될 수 있다. 이러한 변화는 본 발명을 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 이러한 수정 모두는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (23)

  1. 엔진으로부터 배기 가스를 수용하고, 제1 종축을 정의하는 제1 부와, 상기 제1 종축에 대하여 각이 진 제2 종축을 정의하는 제2 부를 포함하는 배기관; 및
    상기 배기관 내에 배치되며, 관형부와, 상기 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 칼라를 포함하는 혼합관으로서, 상기 관형부는 복수의 개구부 및 복수의 디플렉터를 포함하고, 상기 복수의 개구부는 상기 관형부의 내경면 및 외경면을 통하여 연장되며, 상기 복수의 디플렉터 각각은 상기 복수의 개구부 중 대응하는 것의 에지에 배치되는, 혼합관;을 포함하고;
    상기 칼라는 상기 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 블레이드를 갖는 스월러를 포함하고;
    상기 블레이드 각각은 반경방향 내측 단부 및 반경방향 외측 단부를 포함하고, 상기 반경방향 외측 단부는 서로 이격되고;
    상기 블레이드 각각은 상기 반경방향 내측 단부 및 상기 반경방향 외측 단부 사이에서 상기 블레이드의 에지로부터 반경방향 내측으로 연장되는 탭을 포함하는,
    후처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디플렉터는 상기 외경면으로부터 외측으로 연장되는, 후처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디플렉터는 상기 내경면으로부터 내측으로 연장되는, 후처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 관형부의 하류측 단부로부터 연장되는, 후처리 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드의 반경방향 연장 에지는 각 블레이드의 상기 반경방향 내측 단부 및 동일한 블레이드의 상기 외측 단부가 서로 회전방향으로 정렬되지 않도록 각이 진, 후처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 관형부의 상류측 단부에서 상기 제2 종축을 따라 배치되는 환원제 인젝터; 및
    상기 혼합관 및 상기 환원제 인젝터의 하류측에 배치되는 촉매를 더 포함하는 후처리 시스템.
  10. 엔진으로부터 배기 가스를 수용하고, 제1 종축을 정의하는 제1 부와, 상기 제1 종축에 대하여 각이 진 제2 종축을 정의하는 제2 부를 포함하는 배기관; 및
    상기 배기관 내에 배치되며, 관형부와, 상기 관형부로부터 반경방향으로 연장되는 스월러를 포함하는 혼합관으로서, 상기 관형부는 상기 관형부의 내경면 및 외경면을 통하여 연장되는 복수의 개구부를 포함하며, 상기 스월러는 상기 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 블레이드를 포함하는, 혼합관;을 포함하고;
    상기 블레이드 각각은 반경방향 내측 단부 및 반경방향 외측 단부를 포함하고, 상기 반경방향 외측 단부는 서로 이격되고;
    상기 블레이드의 반경방향 연장 에지는 각 블레이드의 상기 반경방향 내측 단부 및 동일한 블레이드의 상기 외측 단부가 서로 회전방향으로 정렬되지 않도록 각이 진,
    후처리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관형부는 복수의 디플렉터를 포함하며, 상기 디플렉터 각각은 상기 복수의 개구부 중 대응하는 것의 에지에 배치되는, 후처리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디플렉터는 상기 외경면으로부터 외측으로 연장되는, 후처리 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 디플렉터는 상기 내경면으로부터 내측으로 연장되는, 후처리 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 스월러는 상기 관형부의 하류측 단부로부터 연장되는, 후처리 시스템.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 블레이드 각각은 상기 반경방향 내측 단부 및 상기 반경방향 외측 단부 사이에서 상기 블레이드의 에지로부터 반경방향 내측으로 연장되는 탭을 포함하는, 후처리 시스템.
  17. 삭제
  18. 제10항에 있어서,
    상기 관형부의 상류측 단부에서 상기 제2 종축을 따라 배치되는 환원제 인젝터; 및
    상기 혼합관 및 상기 환원제 인젝터의 하류측에 배치되는 촉매를 더 포함하는 후처리 시스템.
  19. 엔진으로부터 배기 가스를 수용하고, 제1 종축을 정의하는 제1 부와, 상기 제1 종축에 대하여 각이 진 제2 종축을 정의하는 제2 부를 포함하는 배기관; 및
    상기 배기관 내에 배치되며, 관형부와, 상기 관형부로부터 반경방향으로 연장되는 스월러를 포함하는 혼합관으로서, 상기 관형부는 상기 관형부의 내경면 및 외경면을 통하여 연장되는 복수의 개구부를 포함하며, 상기 스월러는 상기 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 블레이드를 포함하는, 혼합관을 포함하고, 상기 블레이드 각각은 반경방향 내측 단부 및 반경방향 외측 단부를 포함하고, 상기 반경방향 외측 단부는 서로 이격되며, 상기 블레이드 각각은 상기 반경방향 내측 단부 및 상기 반경방향 외측 단부 사이에서 상기 블레이드의 에지로부터 반경방향 내측으로 연장되는 탭을 포함하는 후처리 시스템에서 배기 가스 및 환원제를 혼합하는 방법으로서,
    엔진으로부터 배기 가스가 유동하는 배기관 내에 혼합 장치를 제공하는 단계로서, 상기 혼합 장치는 관형부를 포함하는, 단계;
    상기 관형부 내의 복수의 개구부를 통하여 상기 관형부 내에 상기 배기 가스 중 제1 부를 수용하는 단계;
    상기 배기 가스 중 제2 부가 상기 관형부 및 상기 배기관의 내경면 사이에서 유동하도록 하는 단계;
    상기 관형부 내로 환원제를 분사하는 단계;
    상기 관형부 내에 제1 스월 유동 패턴을 발생시키는 단계; 및
    상기 배기 가스 중 상기 제2 부로 제2 스월 유동 패턴을 발생시키는 단계로서, 상기 제2 스월 유동 패턴은 상기 제1 스월 유동 패턴을 둘러싸는, 단계를 포함하며,
    상기 제2 스월 유동 패턴은 상기 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 블레이드로 발생되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 스월 유동 패턴은 상기 관형부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 디플렉터로 발생되는, 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1 스월 유동 패턴은 상기 관형부로부터 반경방향 내측으로 연장되는 복수의 디플렉터로 발생되는, 방법.
  22. 삭제
  23. 제19항에 있어서,
    상기 혼합 장치의 하류측에서 상기 제1 및 제2 스월 유동 패턴을 혼합하는 단계를 더 포함하는 방법.
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